Perbezaan Antara Pengklonan Gene dan PCR

Perbezaan Utama - Gene Cloning vs PCR
 

Sintesis banyak salinan DNA dari fragmen DNA tertentu dipanggil amplifikasi DNA. Terdapat dua proses penguatan DNA utama iaitu pengklonan gen dan PCR. Perbezaan utama antara kloning gen dan PCR ialah, pengklonan gen menghasilkan beberapa salinan gen tertentu dalam vivo dengan membina DNA rekombinan dan berkembang di dalam bakteria host sementara PCR menghasilkan berjuta-juta salinan fragmen DNA tertentu dalam vitro menjalani kitaran denaturasi dan sintesis yang berulang.

KANDUNGAN
1. Gambaran Keseluruhan dan Perbezaan Utama
2. Apakah Cloning Gene
3. Apakah PCR
4. Side by Side Comparison - Gene Cloning vs PCR
5. Ringkasan

Apakah Cloning Gene?

Pengklonan gen adalah teknik yang digunakan untuk mencari dan mengalikan gen tertentu dari DNA genomik yang diekstrak dari organisma melalui pembinaan DNA rekombinan. DNA genom mengandungi ribuan gen yang berbeza dikodkan untuk protein. Apabila DNA diekstrak, ia merangkumi semua kemungkinan gen yang dapat ditanggungnya. Teknik pengklonan gen telah membolehkan pengesanan gen tertentu dari jumlah DNA. Oleh itu, pengklonan gen berfungsi sebagai alat penting dalam biologi molekul.

Pembuatan perpustakaan genomik organisma adalah penting dalam pengklonan gen jika tidak ada petunjuk mengenai lokasi gen yang relevan dalam DNA. Perpustakaan genomik dibuat dengan menggunakan langkah-langkah berikut.

Langkah 1: Pengekstrakan jumlah DNA dari organisma yang mengandungi gen yang dikehendaki.

Langkah 2: Penghadaman sekatan DNA yang diekstraksi untuk menghasilkan serpihan terurus yang kecil. Langkah ini difasilitasi oleh endonucleases sekatan.

Langkah 3: Pemilihan vektor yang sesuai dan membuka DNA vektor menggunakan endonucleases sekatan yang sama. Plasmid bakteria biasanya digunakan sebagai vektor untuk membawa DNA asing. Plasmids adalah bulatan kecil DNA yang terletak dalam bakteria.

Langkah 4: Menggabungkan DNA vektor dan DNA berpecah untuk menghasilkan molekul DNA rekombinan. Langkah ini ditadbir oleh ligase DNA.

Langkah 5: Mentransfer molekul DNA rekombinan ke dalam bakteria tuan rumah. Langkah ini dikenali sebagai transformasi, dan dilakukan dengan menggunakan kejutan haba.

Langkah 5: Pemeriksaan sel bakteria yang berubah-ubah pada medium budaya. Populasi campuran sel-sel tuan rumah yang berubah dan tidak berubah diperolehi pada akhir proses transformasi. Sebagai genetik kepentingan hanya termasuk dalam sel-sel tuan rumah yang diubah. Oleh itu, adalah perlu untuk memilih sel yang berubah. Pemilihan dibuat menggunakan media selektif yang mengandungi antibiotik. Hanya sel-sel yang berubah-ubah berkembang pada medium pemeriksaan ini yang membolehkan pemilihan.

Langkah 6: Pertumbuhan bakteria untuk menghasilkan sebuah perpustakaan gen. Dalam langkah ini, sel-sel tuan rumah yang berubah-ubah diperkenalkan ke dalam media kultur segar yang menyediakan keperluan pertumbuhan optimum. Jumlah koloni pada plat budaya mewakili perpustakaan genom organisma itu.

Langkah 7: Molekul DNA rekombinan yang mengandungi gen yang menarik harus ditayangkan dari ribuan serpihan klon DNA rekombinan. Ia boleh dicapai dengan menggunakan probe yang menandakan gen tertentu atau hasil protein tertentu dari gen tersebut.

Sebaik sahaja gen yang berminat yang mengandungi koloni bakteria dikenal pasti dari jumlah koloni, adalah mungkin untuk membuat berjuta-juta salinan plasmid rekombinan yang mengandungi gen.

Pengklonan gen digunakan dalam penubuhan perpustakaan gen, menghasilkan protein khas, vitamin, antibiotik, hormon, urutan dan pemetaan genom organisma, membuat beberapa salinan individu DNA dalam forensik dll.

Figure_1: Pengklonan Gene

Apa itu PCR?

Reaksi Rantai Polimerase (PCR) adalah teknik yang menghasilkan sejumlah besar salinan serpihan DNA tertentu. Penguatan eksponen urutan DNA tertentu diperolehi oleh PCR di bawah dalam vitro keadaan. Teknik ini adalah alat yang sangat berkuasa dalam Biologi Molekul kerana ia dapat melipatgandakan sampel kecil DNA ke dalam jumlah yang boleh digunakan. PCR diperkenalkan oleh Kary Mullis pada tahun 1983 dan penciptaan pemenang hadiah ini mencipta kemajuan besar dalam Biologi Molekul.

Teknik PCR mengikuti tindak balas PCR berulang seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 02. Satu reaksi PCR terdiri daripada tiga langkah utama yang berlaku pada tiga suhu yang berbeza; yang mengandungi double stranded pada DNA pada 94 ⁰C, annealing primer pada 68 ⁰C dan penyepuh tegangan pada 72 ⁰Oleh itu, apabila PCR dilakukan, turun naik suhu harus dikekalkan untuk replikasi yang sepatutnya. PCR dilakukan dalam mesin PCR di dalam tiub PCR. Tiub PCR dimuatkan dengan campuran PCR yang betul yang mengandungi DNA template, Taq polimerase, primer, dNTP dan buffer. Mempunyai DNA sampel terkandas dua kali menjadi DNA terkandas tunggal dilakukan dengan memecahkan ikatan hidrogen di antara asas pelengkap pada 94 - 98 ⁰C. Kemudian helaian DNA templat tunggal terdedah kepada primer. Sepasang primers (depan dan belakang) perlu disediakan, dan mereka mesti termostable untuk bertolak ansur dengan suhu tinggi. Primer adalah urutan DNA pendek yang terdampar tunggal yang saling melengkapi dengan hujung fragmen DNA sasaran. Primer sintetik digunakan dalam PCR. Primer mengikat dengan asas pelengkap DNA sampel dan memulakan sintesis helai baru. Langkah ini dipangkin oleh enzim yang dipanggil Taq polimerase; enzim polimerase DNA termostable yang diasingkan dari Thermus auqaticus. Apabila primer dan nukleotida (blok bangunan) boleh didapati, Taq polimerase membina strand baru DNA pelengkap kepada DNA templat. Pada akhir program PCR, menguatkan serpihan DNA diperhatikan menggunakan elektroforesis gel. Jika analisis lanjut diperlukan, produk PCR disucikan dari gel.

PCR sangat berguna untuk mendiagnosis dan pemantauan penyakit genetik dan memperoleh, identifikasi penjenayah (dalam bidang forensik), mengkaji struktur dan fungsi segmen sasaran DNA, penjujukan dan pemetaan genom organisme, dan lain-lain. PCR telah menjadi teknik makmal rutin dalam makmal penyelidikan biologi perubatan dan molekul di kalangan saintis kerana ia mempunyai pelbagai aplikasi.

Figure_2: Reaksi Rantai Polimerase

Apakah perbezaan antara Gene Cloning dan PCR?

Gene Cloning vs PCR
Pengklonan gen adalah proses pembuatan pelbagai salinan gen tertentu dalam vivo melalui DNA rekombinan dan berubah menjadi bakteria hos.	Teknik PCR menghasilkan pelbagai salinan jujukan DNA tertentu dalam vitro melalui tindak balas tindak balas PCR berulang.
Keperluan Membina DNA rekombinan
DNA rekombinan dihasilkan untuk mencari gen.	DNA rekombinan tidak dihasilkan.
Keperluan Buruh
Proses ini adalah intensif buruh.	Buruh intensif tidak diperlukan.
Dalam vivo atau proses In vitro
Pembinaan DNA rekombinan adalah dalam vitro dan penguatan DNA adalah dalam vivo.	Penguatan DNA berlaku sepenuhnya dalam vitro.

Ringkasan - Gene Cloning vs PCR

Pengklonan gen dan PCR adalah dua kaedah yang digunakan untuk penguatan DNA. PCR ialah dalam vitro proses yang membuat beberapa salinan DNA fragmen DNA tertentu tanpa menggunakan DNA rekombinan dan organisma tuan rumah. Pengklonan gen adalah terutamanya dalam vivo proses yang menghasilkan beberapa salinan gen yang berminat di dalam organisma tuan rumah melalui pembinaan DNA rekombinan. Ini adalah perbezaan antara pengklonan Gene dan PCR.

Rujukan:
1. Griffiths, Anthony JF. "Pengklonan Gen Khusus." Analisis Genetik Moden. Perpustakaan Perubatan Negara A.S., 01 Jan 1999. Web. 22 Feb. 2017
2. "Reaksi Rantai Polimerase (PCR)." Pusat Kebangsaan Maklumat Bioteknologi. Perpustakaan Perubatan Negara A.S., n.d. Web. 22 Feb. 2017

Image Courtesy:
1. "Gambar 17 01 06" Oleh CNX OpenStax - (CC BY 4.0) melalui Wikimedia Commons
2. "PCR" Oleh Madprime - Kerja sendiri (CC BY-SA 3.0) melalui Wikimedia Commons